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 锂电池应用概况
近年来, 便携式电子产品正向轻量化、超小型
化发展, 为此锂离子电池得到广泛应用, 但是目前
大量应用的正极材料为钴酸锂和锰酸锂的锂离子
电池安全性能较差。多年来,手机锂电池、笔记本锂
电池组、移动DVD用锂电池和矿灯用锂电池等不
断出现燃烧和爆炸等现象,造成极大的经济损失和
极坏的社会影响。为了消除这种现象,便携式电子
设备已开始采用安全性能极好的磷酸铁锂电池。此
外,电动工具过去普遍采用镍镉电池, 由于含有镉
等严重污染环境和毒害人身健康的材料,已被许多
国家禁止生产和使用,目前唯一可以替代的只有磷
酸铁锂电池。在电动助力车和混合动力汽车中,过
去普遍采用非常笨重的铅酸蓄电池或镍氢电池。为
了减轻电池重量,国内外曾有不少研究人员试图采
用钴酸锂和锰酸锂电池,结果都以失败告终。随着
磷酸铁锂电池的推广应用, 成本不断降低, 性能不
断提高,电动车辆采用磷酸铁锂电池已成为必然趋
势。由于磷酸铁锂电池的主要技术参数与锰酸锂和
钴酸锂电池具有较大的差别,因此过去大量生产的
锂离子电池充电控制专用集成电路、厚膜电路和模
块等不能对磷酸铁锂电池进行充电, 为了满足手
机、笔记本电脑、矿灯、移动DVD、MP4、电动工具和
电动车辆中磷酸铁锂充电的要求,必须尽快开发研
制出通用型磷酸铁锂电池充电厚膜电路和
模块。
2 锂电池充电模块基本组成
磷酸铁锂电池通用充电模块由充电电
流采样电路、充电开关管、集成控制电路、
充电电压采样电路等部分组成, 如图1所
示。充电采样电路可根据待充磷酸铁锂电
池的容量设定充电模块的恒定充电电流,
比如对矿灯用单体 4 Ah 磷酸铁锂电池充
电时,该电流可设定在800 mA;对笔记本电脑用10
Ah磷酸铁锂电池充时,该电流可设置为3 A。电压
采样电路可根据待充磷酸铁锂电池组的串联电池
数, 设定通用充电模块输出的恒定充电电压, 比如
对矿灯用的单体磷酸铁锂电池充电时,该电压设置
在3.65 V。对移动DVD用两只串联磷酸铁锂电池
组充电时,该电压应设置在7.3 V。对电动助力车用
11只串联磷酸铁锂电池组充电时,该电压应设置在
40V。集成控制电路的作用是通过控制开关实现磷
酸铁锂电池最佳充电。充电开始后,以恒定电流对
磷酸铁锂电池充电,当电池电压达到设定的恒定充
电电压时, 自动转入恒压充电, 确保磷酸铁锂电池
安全快速充足电。充电开关采用MOSFET,根据设定
的充电电流可选定MOSFET的额定电流值。
3 磷酸铁锂电池充电模块实际电路
对矿灯用单体4 Ah磷酸铁锂电池充电的模块
实际电路如图2所示,图中C3为输入滤波电容器,
D1为隔离二极管, 防止反向充电电压加入控制电
路,R2、R6、R1、R8、R10等组成电流

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